JPH02296489A - テストパターン発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はテストパターン発生方法、とくにたとえばデジ
タルテレビジョンシステムなどの画像出力システムの画
質評価を行なうテストチャートを作成するテストパター
ン発生方法に関する。

（従来の技術） 周知のようにテレビジョン機器やシステムはテストパタ
ーンがデザインされた各種テストチャートにより、これ
らの調整または性能評価が行なわれる。たとえばテレビ
ジョン学会編、コロナ社発行［テレビジョン画像の評価
技術」第１２１頁〜１５０頁には、ｒｌＴＥテストチャ
ートを用いたテレビジョンシステムの評価」が掲載され
ている。ここでは、各種のチャートを用いた撮像デバイ
スの特性評価および受像画質評価用チャートの利用力な
どが示されている。

このようなテストチャートは、そのデザインを作成後、
たとえばフライングスポットスキャナまたはテレビジョ
ンカメラなどの光学的手段を用いて画像出力される。な
お、テストパターンは、たとえば解像度チャートのよう
に白黒画面で構成されていることが多い。このため、従
来技術として以下に取り上げるテストパターンは、理解
を容易にするために白黒画面で構成されるテストバクン
を前提に説明するが、その基本的原理はカラーのテスト
パターンも同様である。

前記引用文献にも明示されているように、テストバクー
ンヂャー１〜として使用する被写体は、印刷媒体を中心
としたものが通常使用されている。

このため従来は、印刷媒体に作成したテストパターンチ
ャートを、たとえばテレビジョンカメラなどの撮像デバ
イスまたはフライングスポットスキャナなどの画像読取
り装置により画像信号に変換する。そしてこの画像信号
を、たとえばテレビジョンシステムに適するよう所定の
信号処理を加え、モニタ系で被写体と相似な画像イメー
ジとして再生する。この再生画面により、テレビジョン
システムの評価または調整などが行なわれる。

方、周知のように近年のテレビジョン技術におけるデジ
タル化技術は目覚ましいものがありたとえば画像処理系
においてもデジタル方式な採用しているものが多くなっ
ている。第２図には、このようなデジタル方式における
テストパターン発生方法の従来技術が示されている。同
図を用いてテストパターン発生方法の従来技術を説明す
る。

印刷媒体として作成されたテストパターンチャート５は
、たとえば撮像デバイス５０などにより読み取られ、ア
ナログの画像信号に変換される７この撮像デバイス５０
で得られた画像信号はＡ／Ｄ変換部５２でサンプリング
されることによりデジタル信号に変換される。さらに、
デジタル信号に変換された画像信号は、画像処理系５４
によりシステムで定められた信号形式に画像処理され１
画素データとしてメモリ５６に一時的に記憶される。

ここに記・ｌされた画素データは、半導体メモリ生成装
置５８に送られ、この生成装置５８によりたとえば読出
し専用メモリー（ＲＯＭ１などの半導体メモリ素子３に
記憶される。

メモリ素子３に記憶された画素データは、データ読出し
部３０、Ｄ／Ａ変換部３２および画像処理系３４により
元の信号に復元され、モニタ系３６によりテストパター
ンとして再生される。この従来技術では、−度半導体メ
モリ素子３にテストパターンチャートの画像信号を記・
重しておけば、随時テストパターンをモニタ系３６に発
生することが可能となる。このため、たとえばテレビジ
ョンシステムの評価または調整などを簡単に行なうこと
ができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来技術では、半導体メモリ素
子などの記憶装置に、テストパターンチャートの画像デ
ータを記憶するまでの過程が複雑であった。すなわち従
来の方法では６写真製版などによるテストパターンチャ
ートの作成、光学手段による作成したテストパターンチ
ャートの撮影、Ａ／Ｄ変換を行なうハードウェアの準備
などにおいて、多（の時間と労力を必要とした。とくに
テストパターンチャートの作成においては、専門分野の
特殊技術を必要としなければならなかった。また、撮像
デバイスによりテストパターンチャートの撮影を行なう
場合、その撮影環境を整えるなど、専門技術を要する煩
雑な作業を伴うという問題点もあった。

本発明はこのようなテストパターンチャートの作成およ
び光学系デバイスの撮影段階における従来技術の欠点を
解消し、特殊技術を必要とせずまた撮影環境を整えるこ
となどの作業が不要なテストパターン発生方法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を解決するために１画像出力システ
ムの画質評価を行なうテストチャート作成におけるテス
トパターン発生方法は、ディスプレイが接続され、接続
されたディスプレイ上に画像を表示する際、画面表示用
内部メモリに、表示する画像情報を記憶するコンピュー
タを用い、ディスプレイ上にプログラムにより任意のバ
タンの画像を作成表示し、ディスプレイ上に画像が表示
される際に画面表示用内部メモリに記憶されたディスプ
レイ上の画像の画像情報を１階調情報にデータ変換する
とともに画質評価を行なう画像出力システムに適したデ
ータ形式に変換することで、画像出力システムのテスト
パターンとして使用する画像情報を作成する。

（作　用） 本発明によれば、コンピュータでプログラム作成した画
像がディスプレイ上に表示される際、その画面表示川内
部メモリに記″臆された画像情報を、階調情報にデータ
変換するとともに１画質評価を行なう前記画像出力シス
テムに適したデータ形式に変換する６そしてデータ変換
した画像情報を、コンピュータから半導体メモリ生成装
置に転送し、該半導体メモリ生成装置にてこの画像情報
を半導体メモリ素子に記憶する。半導体メモリ素子に記
憶された画像情報は、ここがら読み出されて所定の信号
変換処理を受けることで、コンピュータのディスプレイ
上に表示された画像の相似イメージが画質評価を行なう
画像出力システムで再生される。

（実施例） 次に添付図面を参照して本発明によるテストパターン発
生方法の実施例を詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明におけるテストパターン発
生方法の実施例におけるブロック構成図が示されている
。パーソナルコンピュータｌは、テストパターン発生プ
ログラムで起動されることにより、このテストパターン
の原ヂャートとなる画像情報を作成するハードウェアで
ある。

パーソナルコンピュータｌは、フロッピーディスク（Ｆ
ＤＤＩ　　コントローラ１４などを内蔵したデジタル式
カラー表示機能を有する汎用のパーソナルコンピュータ
であり、コンピュータ本体にＣＲＴディスプレイ端末２
４およびキーボード２０などの外部機器が接続されてい
る。

中央処理装置＋（：ＰＵｌ　１０は、内部バス１．００
を介しメインメモリ１２、フロッピーディスクドライブ
（ＦＤＤＩ　　コントローラ１４、キーボードインタフ
ェース１８、ＣＲＴコン、トローラ２２およびＲＳ　−
２’３２　Ｃインクフェース２８などを制御・管理する
パーソナルコンピュータ本体の制御部である。メインメ
モ月２は、処理装置ＩＯが直接アクセスできる内部メモ
リである。本実施例ではこのメインメモリ１２に、テス
トパターンの原チャートを発生する制御プログラム、す
なわちテストパターン発生プログラムが記憶される。な
お、本実施例においてテストパターン発生プログラムは
、画面表示が比較的簡単に行なえる、たとえばプログラ
ム生産性の優れたベーシック言語などの高級言語により
プログラミングされている。

フロッピーディスクドライブコントローラ１４は、ＥＢ
性記憶媒体であるフロッピーディスク１６に読出し／書
込み制御する制御装置である。ディスク１６は１本実施
例ではテストパターン最終データとしてファイル化した
画像情報を一時保存したり、またテストパターン発生プ
ログラムなどが記憶されている記・ｌ装置である。なお
、本実施例ではファイル化した画像情報およびテストパ
ターン発生プログラムなどをフロッピーディスク１６に
記・障するとしたが、これらは勿論ハードディスクなど
の外部記憶装置に記憶してもよい。

キーボードインタフェース１８は、コンピュータ１の操
作者がキーボード２０を介して行なった入力情報を、中
央処理装置１０に通知するインタフェース部である。テ
ストパターンの発生の過程において、操作者は、キーボ
ード２０よりテストパターン発生プログラムの内容を書
き変えることが可能であり、任意のテストバク−を発生
ずることができる。

ＣＲＴコントローラ２２は、カラー表示可能なＣＲＴデ
ィスプレイ２４の画像表示制御を行なう制御部である。

このコントローラ２２にはりフレシュメモリであるビデ
オＲＡ＆１２６が接続され、ここにＣＲＴディスプレイ
２４に表示する画素データが表示色毎に記憶される。Ｃ
ＲＴディスプレイ２４は、通常のパーソナルコンピュー
タで接続制御可能な６４０　Ｘ４８０の画素密度を有す
るカラー表示装置である。なお、本実施例ではこのよう
な画素密度を有するディスプレイを用いたが、ＣＲＴデ
ィスプレイ２４の画素密度は本発明において勿論これに
限定されるものではない。

Ｒ３−２３２Ｇインタフエース２８は、同インタフェー
スケーブル１１０を介して、外部装置である半導体メモ
リ生成装置２に接続されている。インクフェース２８は
、半導体メモリ生成装置２へのデク伝送におけるインタ
フェース整合をとるインタフェース部である。これによ
り、フロッピーディスク１６などの記憶装置に記憶され
たテストパターンの員終画像データは、中央処理装置Ｉ
Ｏの１；＋＋御により、半導体メモリ生成装置２に送ら
れる。

半導体メモリ生成装置２は、受信したテストパターンの
画像データを半導体メモリ素子３に書き込む、たとえば
ＲＯＭライタなどの書込み装置である。半導体メモリ素
子３は、たとえばユーザが記憶データを書込むことが可
能であり、また電源を切っても記憶内容が消失しないＰ
ＲＩ（Ｐｒｏｇｒａｎ＋ｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　０ｎｌ
ｙ　Ｍｅｍｏｒｙｌ　などが有利に適用される。

データ読出し部３０、Ｄ／Ａ変換部３２、画像処理系３
４およびモニタ系３６は、半導体メモリ索子３に記°億
されたテストパターンの画像情報を、テストパターン画
像として再生する再生装置である。ブタ読出し部３０は
、メモリ素子３に記憶されている画像データの読出し回
路である。Ｄ／Ａ変換部３２は、データ読出し部３０で
読み出されたデジタル画像データを、アナログ画像デー
タに変換する。画像処理系３４は、アナログ画像データ
に変換された画像データを、モニタ系３６に適した画像
信号に変換する信号処理部である。パーソナルコンピュ
タ１で作成されたテストパターンチャートは、このよう
に信号処理された後、モニタ系３６により再生される。

これにより画像出力システムの特性評価および調整など
が行なわれる。

第３図には本実施例におけるテストパターン発生方法の
手順が示されている。同図に示される手順■〜■の情報
の流れは、第１図の点線■〜■に対応して示されている
。第１図および第３図を用いて本実施例におけるテスト
パターン発生方法の処理の流れを説明する。

手順■は、パーソナルコンピュータを用いデス１〜パタ
ーンチヤートを発生するための処理である。すなわち、
この手順ではテストパターン発生プログラムが格納され
たフロッピーディスク１６をディス−り装置（ＦＤＤコ
ントローラ）１４に装填しこれよりテストパターン発生
プログラムをメインメモリ１２にロードする。この起動
操作によりコンピュータｌでテストパターンの原ヂャー
トが作成される。

本実施例では、パーソナルコンピュータ１はデジタル式
カラー表示機能を有するにのため、テストパターンを作
成する際１作成するテストパターンの階調とＣＩ（Ｔデ
ィスプレイ端末２４のカラー表示の表示色の間に、あら
かじめ一定の対応関係をもたせておく。第４図には１本
実施例におけるこの対応関係を示す階調変換テーブルの
一例が示されている。同図に示すように、作成するテス
トパターンの階調とＣＲＴディスプレイ端末２４のカラ
ー表示の表示色との間には、たとえばカラコード２の赤
は輝度が川っぽい灰色のレベル８１などの一定の関係を
もたせておく。

なお、ここでは階調レベルが０〜２５５ステツプの場合
のレベル設定例が示されているが、同図に示されている
カラーコードの割当およびレベル設定値などは、勿論任
意に設定可能である。このように、階調変換テーブルで
各表示色の輝度レベルを設定することにより、通常のパ
ーソナルコンピュータでは表現することができない中間
階調（中間輝度レベル）をカラー表示で可視的に表現す
ることが可能となる。

パーソナルコンピュータｌは、そのＣＲＴディスプレイ
端末２４に表示する画素データを、表示色毎にビデオＲ
ＡＭ２６にデジタルデータとして記憶する。このため、
ＣＲＴディスプレイ端末２４の画面に描かれたテストパ
ターン画面を構成する画素データは、たとえばテストパ
ターン発生プログラムに組込まれた画面制御コマンドに
より、簡単に外部に取り出すことができる０手順■では
、ディスプレイ２４上に作成された原チャートの画面情
報を、中央処理装置１０がこの制御プログラムに従って
走査線順に各画素毎にデジタルデータとして読み取り、
階調変換テーブルに従い階調情報にデータ変換し１時系
列的の画素データとしてファイル化する。

手順■は、必要に応じて中央処理装置ｌＯが制御プログ
ラムに従って行なうものであり、ファイル化した画素デ
ータにたとえばローパスフィルタ特性などの任意の特性
を計算処理により与える。

手順■は、制置プログラムにより中央処理装置がサブサ
ンプル（画素データの間引き）１時分割子重化（ＴＤＭ
Ｉ　または同期信号の付加など、適用する画像出力シス
テムで定まる信号形式に合ったデータフォーマットに、
ファイル化した画素データを変換する処理である。

手順■は、以上の過程を通して作成されたテストパター
ンの最終的な画素データである画像情報を、中央処理装
置１０が制御プログラムに従ってファイル化し、フロッ
ピーディスク１６などの記憶装置に記憶する作業である
。

手順■は、フロッピーディスクに記憶された画像情報を
メモリ生成装置２に転送する転送処理である。すなわち
、−時保存用データファイルとして、フロッピーディス
ク１６に最終画像データが記・邑されると、中央処理装
置１ｏはこの画像データの転送処理を行なう。これによ
りこの画像データは、Ｒ３−２３２Ｃインタフエース２
８を介して半導体メモリ生成装置２に送られる。な右こ
の転送処理は、たとえば所定のファイル転送プログラム
などをメインメモ−月２に読み込むことにより行なわれ
る。

以上がソフトウェアの処理であり、いずれの手順も汎用
のパーソナルコンピュータで実現可能である。手順■は
、半導体メモリ生成装置２により、テストパターンの画
像情報が記憶された半導体メモリ素子３の作成が示され
ている。この半導体メモリ素子３が作成されると、これ
に記憶されたテストパターンデータの画像情報は、デー
タ読出し部３０により読み出され、Ｄ／Ａ変換部３２で
アナログ信号に変換される。そして、画像処理系３４で
再生システムで定められた形式に画像処理されてモニタ
系３６により表示される。

第５図にはＣＲＴディスブルイ端末２４およびモニタ系
３６に表示される本実施例における表示例がまた第６図
には同表示例におけるＣＲＴディスプレイ端末２４から
モニタ系３６への画素数の変換例が示されている。これ
ら図を用いて本実施例を具体的に説明する。第５図の上
段に示されている画面表示５０口は第３図の手順■で説
明したＣＲＴ端末２４の画面表示例である。また下段に
示されている画面表示５１０は、適用されるシステムで
定まる画面構成におけるテストパターンの例であり１画
面表示５００と相似の画像イメージとなっている。

画面表示５０口は１画面表示５１０に示すテストパター
ン全体を４分割した一部を表わしている。これはテスト
パターンの解像度を上げるための処置である。すなわち
、ＣＲＴディスプレイ端宋２４上では拡大画面にしてデ
ータ処理し、残りの画面についてはテストパターンの対
称性を利用し、計算処理にて全画素データの算出を行な
う。以下、理解を容易にするために具体的数値を例に説
明するが、勿論本実施例の数値はこれらに限定されるも
のではない。

汎用パーソナルコンピュータ１のＣＲＴディスプレイ端
末２４は、コンピュータｌに接続される一般的なものと
して、前述したように６４０　Ｘ４８０画素で構成され
る画面構成のＣＲＴ端末とした。このため、作成される
テストパターンの図柄にもよるが、ＣＲＴディスプレイ
端末２４の画素密度だけで全画面を表わすと、満足な解
像度を得ることができない、これを解決するため、作成
されるテストパターンとＣＲＴディスプレイ端末２４の
画素数の変換を以下のように行なう、なお、モニタ系３
６の画面構成は適用するシステムにより一義的に定めら
れるものであるが、この例では３８４Ｘ４８０とし、こ
れに同図に示すようにパターンＡＩＥＩＦＩＧＩを作成
するものとする。

すなわち、パーソナルコンピュータｌを前述した要領で
使用し、パターンＡＩＥＩＦＩＧＩの４分の１画面であ
る画面表示５００に示すパターンＡＤ（：Ｄを、テスト
パターン発生プログラムによるソフトウェア処理でディ
スプレイ２４上に作成する６次に、画面の画素構成が画
面表示５００および画面表示５１０に示すように設定さ
れる場合１画面表示５００に示すパターンＡＢＣＤ乎面
上の座［（ｘ、ｙ）とモニタ系３６のパターンＡＩＥＩ
ＦＩＧＩ平面上の座標（ｎ、ｍ）の間には、画面最縁部
の効果を考慮して以下に示す式ｆ　１．　ｌの関係をも
たせることができる。

ｘｍ（ＡＢ間の画素数−２）　／　（Ａｔ旧間の画素数
）Ｘｎ−１＝：ｌロー　１ ｙ：　ＩＮＴ［ＡＤ間の画素数−２）　／　（ＡＩ旧聞
の画素数）　ｘｍ）　＋　ｌ　＝ＩＮＴ１４７２／２４
０　Ｘｍ＋　ｌ　）ｆ旦し、　　ｎ＝１．　２．　３．
　　　・　−、ｌ！１１２ｍ＝１．２．３．−−−．２
４０ またＩＮＴｆ式）は整数値を与える 関数とする。

このような画素数の変換についての関係を図示すると第
６図のように表わすことができる。同図の丸印で示され
た画素２００はディスプレイ端末２４の１画素を示し、
また点線で９画素が囲まれたエノア２２０．たとえばａ
＝ｉの画素が実際のテストパターンとして表示される１
画素である。この関係により、　ＡＢＣ口平口上面上け
る画素データの代表値Ｄｘ、ｙを次式の通り定めること
ができる。

Ｄｘ、ｙ　　＝　　　（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋
ｈ＋ｉ）／　　９　　　　　　　　　［２）ただし、ａ
、ｂ、、、、、、ｉは第５図上段に示す中心座標（ｘ、
ｙ）点とその全周囲画素のデータの値 として算出され、実際のパターンＡＩＢＩＣＬＤＩ平面
上の座標（ｎ、ｍ）には前記代表値Ｄｘｙが式！１１に
より座標変換される。実際のテストバタンの画素データ
は２式（２）の関係を有するため、これを構成するａ、
ｂ、ｃ、、、、、の値次第で第４図に示す階調レベル以
外の中間的な階調レベルの値にすることも可能である。

また５式（２）に示した画素データ算出式はこの例では
単純な相加平均を行なうものであるが、必要に応じて各
画素のデータに任意に重みづけを与えることもできる。

このように本実施例では、画素構成の変換を行なうこと
により、ＣＲＴディスプレイ端宋２４上の９画素で構成
される微細画像の平均値が実際のテストパターンの１画
素のデータとすることができる。このため、　ＣＲＴ端
末２４画面特有のＨ数的なデータ値の変化を、なめらか
にすることができるとともに、テストパターンとして表
示できる階調レベルを多くすることが可能となり１画面
全体の解像度を向上させることができる６ なお、本実施例ではテストパターン画面全体を４分割し
てデータを作成したが、分割方法は解像度、テストパタ
ーンの図柄などによって勿論任は決められるものであり
、ソフトウェア処理により全体画面を合成ることができ
る。また１本実施例では汎用のパーソナルコンピュータ
を用いたが本発明は勿論これに限定されるものではなく
、オフィイスコンピュータまたはワークステーションな
ども勿論適用可能である。さらに本発明は、テストパタ
ーンを作成するコンピュータの性能向上に伴い、多色表
示機能を有するものを用いれば、第４図に示したような
組合わせをさらに増やすことができ、テストパターンの
高精細カラー画面化も同様な方法により可能となる。し
たがって本発明は１画像通信機器、放送用機器など画像
表示を行なう利用分野全般に広く応用が可能である。

（発明の効果） このように本発明によれば、専門的技術を駆使して作成
されているテストチャートや取扱いに熟練を要する光学
系デバイスを用いることなく、コンピュータの描画機能
、情報処理機能を用い、これらによりテストパターンの
作成を行なうことが可能となる。

また本発明では作成したテストパターンを、コンピュー
タのデータ転送機能により画像情報として転送すること
により半導体メモリ素子上に記憶する。したがって、テ
ストパターンの画像を、画質評価を行なう画像出力シス
テムで随時再生することができる。と（に本発明は、テ
ストパターンの原チャートをコンピュータのディスプレ
イ上でソフトウェアにより処理できる。このため１作成
したテストパターンの目視確認、修正をほぼ即時に行な
え、またテストパターンデータとしてデータ蓄積および
流用が容易である。したがってスパーインポーズなど一
部画面の置き換えが可能になり、テストパターン設計時
の自由度を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるテストパターン発生方法の実施例
に用いたハードウェアのブロック構成図、 第２図は、従来技術におけるテストパターン発生方法の
処理例を示した説明図、 第３図は、本実施例におけるテストパターン発生方法の
手順を示す説明図、 第４図は１本実施例における階調変換テーブルの対応例
を示したテーブル構成図。 第５図は、ＣＲＴディスプレイ端末およびモニタ系に表
示した本実施例におけるテストパターンの画面構成、 第６図は１本実施例における画素数の変換例を具体的に
示した説明図である。 主　０　の　−の説明 パーソナルコンピュータ 半導体メモリ生成装置 、半導体メモリ素子 中央処理装置 メインメモリ 、　ＣＲＴコントローラ ＣＲＴディスプレイ端末 ビデオＲＡＭ データ読出し 、　Ｄ／Ａ変換部 、画像処理系 モニタ系 特許出願人　沖電気工業株式会社 日本電信電話株式会社 代　理　人　番数　孝雄 丸山　隆夫 本実施例における階調変換テーブル 第４図 面素数の変換 第６図 本実施例におけるテスト・？ターンの画面構成第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像出力システムの画質評価を行なうテストチャー
   ト作成におけるテストパターン発生方法において、該方
   法は、 ディスプレイが接続され、該接続されたディスプレイ上
   に画像を表示する際、画面表示用内部メモリに、該表示
   する画像情報を記憶するコンピュータを用い、 前記ディスプレイ上にプログラムにより任意のパターン
   の画像を作成表示し、 該ディスプレイ上に該画像が表示される際に前記画面表
   示用内部メモリに記憶された該画像の画像情報を、階調
   情報にデータ変換するとともに画質評価を行なう前記画
   像出力システムに適したデータ形式に変換することで、
   該画像出力システムのテストパターンとして使用する画
   像情報を作成することを特徴とするテストパターン発生
   方法。 ２、請求項１に記載のテストパターン発生方法において
   、前記画像情報はカラー画像信号であることを特徴とす
   るテストパターン発生方法。 ３、請求項１に記憶のテストパターン発生方法において
   、前記画像出力システムに適したデータ形式に変換され
   た前記画像情報は、 前記コンピュータにより半導体メモリ生成装置に転送さ
   れ、 該半導体メモリ生成装置により半導体メモリ素子に記憶
   され、 半導体メモリ素子から読み出されて所定の信号変換処理
   を受けることにより、前記コンピュータのディスプレイ
   上に表示した前記画像の相似イメージが前記画質評価を
   行なう画像出力システムで再生されることを特徴とする
   テストパターン発生方法。